JP2004527703A - 逆流阻止装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、逆流阻止装置（１）であって、該逆流阻止装置のケーシング（２）内に、閉鎖位置と開放位置との間において可動でかつ閉鎖位置においてはシール領域で弁座（５）に接触する閉鎖体（３）が配置されており、逆流阻止装置が閉鎖されていて流体容積が流出側において閉じ込められている場合に圧力をバランスする装置が設けられている形式のものに関する。閉鎖された逆流阻止装置において不都合な高い圧力負荷を回避するために、本発明の構成では、閉鎖体（３）によって流出側で閉鎖位置において制限された室が、少なくとも１つの圧力補償室（６）に接続されており、該圧力補償室（６）の収容容積が、閉じ込められた流体の膨張容積にほぼ合わせられていて、圧力補償室（６）が、流出側において制限された室の外側に位置している。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、逆流阻止装置であって、該逆流阻止装置のケーシング内に、閉鎖位置と開放位置との間において可動でかつ閉鎖位置においてはシール領域で弁座に接触する閉鎖体が配置されており、逆流阻止装置が閉鎖されていて流体容積が流出側において閉じ込められている場合に圧力をバランスする装置が設けられている形式のものに関する。
【０００２】
逆止弁は、流体が適正な貫流方向とは逆向きに流れることを阻止するために、ガス供給管路、水供給管路又はこれに類した供給管路において使用される。逆止弁は例えば、負圧発生時に汚水が新鮮水供給管路に侵入することを防止することを目的として、水道管もしくは送水管においてもよく組み込まれる。
【０００３】
シングルレバー混合コックの領域におけるこのような逆止弁の使用においては、しばしば次のような問題が生じる。すなわち、冷水側又は温水側の遮断時に閉鎖された逆止弁と同様に閉鎖された弁座との間に閉じ込められた水が、外的な影響によって著しく加熱され、これによって系圧が高められ、この上昇した系圧によって、供給管路の最も弱い部分が、ひいてはしばしば逆止弁が損傷してしまう。このような損傷は最終的には、供給管路の閉鎖や、同様に不都合な短絡を生ぜしめることがある。
【０００４】
従って既に冒頭に述べた形式の逆止弁では、ケーシングの流入側の部分領域が、ベローズとして構成されていて、貫流方向とは逆向きに、管路に設けられたリングフランジに支持されており（ドイツ連邦共和国特許公開第１９６５００３１号明細書参照）、これによって、シングルレバー混合ロックと逆止弁との間において内圧が上昇した場合に、ケーシングは、ベローズとして形成された部分領域において軸方向で圧縮されて、放圧を行うことができるようになっている。しかしながら十分な放圧を行うことができるようにするためには、ケーシングは比較的大きな横断面及び／又は圧縮可能な長い部分領域を有することが必要である。
【０００５】
また別の公知の逆止弁では、その閉鎖体において端面側に、フード状の装着体が設けられていて、この装着体の側部には流出開口が設けられている（国際公開第９３／０１４３５号パンフレット）。過圧弁として働く装着体の流出開口に通じるバイパス通路は、弁閉鎖部材を用いて閉鎖されており、この弁閉鎖部材は内圧上昇時に持ち上げられ、バイパス通路を通って戻る流体のために流出開口を開放する。しかしながらこの公知の構成における欠点としては次のことが挙げられる。すなわちこの逆止弁では、流体の部分量が閉鎖体を通って逆止弁の流入側に戻ることがある。
【０００６】
ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の逆流阻止装置を改良して、等しいままの通常の取付け長さであることによって傑出していて、流体の逆流を確実に阻止することができ、しかも過剰な内圧上昇に対しても有効に作用することができる逆流阻止装置を提供することである。
【０００７】
この課題を解決するために本発明の構成では、冒頭に述べた形式の逆流阻止装置において、閉鎖体によって流出側で閉鎖位置において制限された室が、少なくとも１つの圧力補償室に接続されており、該圧力補償室の収容容積が、閉じ込められた流体の膨張容積にほぼ合わせられていて、圧力補償室が、流出側において制限された室の外側に位置しているようにした。
【０００８】
本発明による逆流阻止装置は、流出側において制限された室の外側に位置している圧力補償室を有している。閉鎖体によって流出側で閉鎖位置において制限された室は、圧力補償室に接続されている。内圧上昇時に、膨張した流体の部分量は一時的に圧力補償室内に逃げることができる。圧力補償室の収容容積はほぼ、閉じ込められた流体の膨張容積に合わせられているので、十分な放圧が可能であり、ひいては例えば逆流阻止装置において生じるおそれのある、圧力に起因する損傷を、回避することができる。
【０００９】
本発明の有利な構成では、圧力補償室が仕切り壁として、閉鎖体を流入側において少なくとも部分的に覆う被覆層と、被覆された閉鎖体領域とを有しており、閉鎖体が流出側と圧力補償室との間に貫流通路を有している。このような構成では閉鎖体が被覆層を有していて、この被覆層はそれ自体と、被覆される閉鎖体領域との間において圧力補償室を画成している。この圧力補償室には貫流通路が開口しており、この貫流通路は、閉鎖体の流出側と圧力補償室との間に設けられている。内圧上昇時に流体の部分量は貫流通路を通って圧力補償室内に達することができ、この圧力補償室において閉鎖体の被覆層は気泡状もしくは水泡状に伸びる。
【００１０】
この場合有利には、圧力補償室がほぼクッション状に形成されていて、閉鎖体の流入側に配置されていて、該閉鎖体と有利には結合されていて、かつ貫流通路を介して流出側に接続されている。
【００１１】
本発明の別の有利な構成では、クッション状の圧力補償室が閉鎖体の、流入側に向けられた側を越えて、かつ有利には該閉鎖体の側部のシール領域を越えて延びていて、該シール領域で、閉鎖体とケーシングにおける弁座との間において環状のシール挿入体を形成している。クッション状でかつ有利には閉鎖体の被覆層によって形成された圧力補償室は、閉鎖体の側部のシール領域を越えて延びていて、そこで閉鎖体と、該閉鎖体に向かい合って位置している弁座との間において環状のシール挿入体を形成している。このように構成されていると、内圧上昇時に放圧が行われるのみならず、閉鎖体はシール挿入体で、弁座に益々強く押し付けられ、その結果逆止弁は高い圧力に対しても耐えることができるようになる。
【００１２】
本発明の別の構成では、圧力補償室が、少なくとも、流入側のケーシング区分の内側を部分的に覆うリングスリーブとして形成されていて、該リングスリーブが貫流通路を介して流出側に接続されている。このような構成では、流入側におけるケーシング区分を内側において部分的に覆うリングスリーブが設けられている。このリングスリーブはそれ自体とケーシング内壁との間に圧力補償室を画成しており、この圧力補償室は貫流通路を介して逆流阻止装置の流出側と接続されている。
【００１３】
このような構成においても、リングスリーブが、弁座の領域を越えて延びていて、該弁座の領域において閉鎖体とケーシングにおける弁座との間において環状のシール挿入体を形成していることができる。
【００１４】
数少ない部材から製造可能な本発明による構成では、リングスリーブが外側において外側シール領域を越えて延びていて、そこで外側リングシール部を形成しており、該外側リングシール部においてリングスリーブが有利にはリング隆起部を有している。
【００１５】
本発明の特に有利な構成では、圧力補償室の壁が、シリコン又はこれに類した弾性材料から成っている。閉鎖体の被覆層、リングスリーブ又はこれに類した圧力補償室の壁が、シリコン又はこれに類した弾性材料から成っている場合、このような壁は内圧の上昇時に気泡もしくは水泡のように膨張することができる。
【００１６】
本発明の別の有利な構成では、貫流通路又はこれに類した、圧力補償室に通じる貫流開口が、閉鎖部材を用いてシール作用をもって閉鎖されており、該閉鎖部材が、目標破損個所として形成され、かつ／又は目標破損個所を有し、かつ／又は目標破損個所によって取り囲まれており、該目標破損個所が、閉鎖体の流出側において規定の液圧が上回られた場合に、貫流通路又は貫流開口を開放するようになっている。このような構成では、圧力補償室に通じる貫流開口は閉鎖部材を用いてシール作用をもって閉鎖される。閉鎖体の流出側における液圧が規定の限界値を上回ると、閉鎖部材の領域における貫通開口は目標破損個所において開放される。これによって閉鎖部材は規定の圧力値に到るまで圧力補償室を保護するので、圧力補償室は、閉鎖体の流出側における流体圧が規定の限界値を超えない限り、負荷されない。
【００１７】
本発明の特に有利な構成では、閉鎖部材が、貫流通路又はこれに類した貫流開口の領域において、閉鎖体又はケーシングの材料脆弱部として構成されている。
【００１８】
次に図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。
【００１９】
図１は、逆流阻止装置の１実施例を示す図であって、閉鎖体が被覆層を有していて、この被覆層がそれ自体と閉鎖体の被覆された領域との間において圧力補償室を画成している実施例を示す図である。
【００２０】
図２は、逆流阻止装置の別の実施例を示す図であって、圧力補償室がリングスリーブによって形成されていて、このリングスリーブが流入側のケーシング区分において内側に設けられている実施例を示す図である。
【００２１】
図３は、被覆された閉鎖体を示す図であって、この閉鎖体がその被覆された閉鎖体部分領域と弾性材料から成る被覆層との間に、圧力補償室を画成しており、この圧力補償室に通じる貫流開口が、バースト円板として形成された閉鎖部材を用いてシール作用をもって閉鎖されており、しかも閉鎖部材が、目標破損個所として働く閉鎖体の材料脆弱部として形成されており、この材料脆弱部が、閉鎖体の下流側における液圧が規定値を上回った場合に貫流開口を開放するようになっている実施例を示す図である。
【００２２】
図１及び図２には、液体管路における水栓（Wasserarmatur）の領域において使用可能な２つの逆流阻止装置１，１０が示されている。逆流阻止装置１，１０は例えば冷水逆止弁又は温水逆止弁として働くことができ、このような逆止弁は、シングルレバー混合コック（Einhebelmischbatterie）の冷水側か又は温水側に前置されている。
【００２３】
逆流阻止装置１，１０はケーシング２を有しており、このケーシング２内には、貫流方向Ｐｆ１で見て閉鎖位置と開放位置との間において可動の閉鎖体３が設けられている。閉鎖体３は、それぞれ左側に示された閉鎖位置から、戻しばね４の力に抗して、それぞれ右側に示された開放位置に移動可能である。閉鎖位置において、逆流阻止装置１，１０の閉鎖体３は弁座５に接触している。
【００２４】
シングルレバー混合コックが閉鎖されている場合には、この水栓と冷水逆止弁又は温水逆止弁１，１０との間に閉じ込められた水は、例えば周囲温度の上昇によって加熱して、極めて高い系圧を生ぜしめることがある。この高い系圧が損傷を生ぜしめないようにするために、逆流阻止装置１，１０は圧力バランスのための装置を１つずつ有している。
【００２５】
逆流阻止装置１，１０はそのために少なくとも１つの圧力補償室６を有しており、この圧力補償室６には、閉鎖体３によって流出側で閉鎖位置において制限された室が接続している。
【００２６】
内圧上昇時に、膨張する液体の部分量は一時的に圧力補償室６内に逃げることができる。圧力補償室６の収容容積は、閉鎖された液体の膨張容積にほぼ合わせられているので、十分な放圧が可能であり、その結果、例えば逆流阻止装置１，１０における圧力に起因した損傷を回避することができる。
【００２７】
図１に示されているように、閉鎖体３は流入側にクッション状の被覆層７又はこれに類した材料層を有しており、この被覆層７はそれ自体と被覆された閉鎖体領域との間に圧力補償室６を画成している。閉鎖体３は貫流通路８を有しており、この貫流通路８は閉鎖体３の流出側と圧力補償室６との間に設けられている。
【００２８】
内圧上昇時に、膨張した液体の部分量は貫流通路８を通って圧力補償室６に進入することができ、この圧力補償室６は内圧の上昇と共に水泡状に膨張して、圧力を逃がす。
【００２９】
クッション状の被覆層７は閉鎖体３の側部のシール領域を越えて延びていて、このシール領域において、閉鎖体３と弁座５との間で環状のシール挿入体を形成している。これによって内圧上昇時には、放圧だけが行われるのではなく、閉鎖体３はこのシール挿入体で、益々強く弁座５に向かって押し付けられ、その結果逆流阻止装置１は高圧にも耐えることができる。
【００３０】
図２に示された逆流阻止装置１０では、圧力補償室６はリングスリーブ９によって形成されており、このリングスリーブ９は流入側のケーシング区分の内側を覆っている。圧力補償室６の制限壁はここではリングスリーブ９と隣接したケーシング内壁とによって形成されている。図２に示された逆流阻止装置１０の圧力補償室６も、貫流通路８を介して逆流阻止装置１０の流出側に接続されている。
【００３１】
図２から明らかなように、リングスリーブ９はその一方の周縁において、弁座５の領域を越えて延びていて、そこで閉鎖体３とケーシング２に設けられた弁座５との間に環状のシール挿入体を形成している。
【００３２】
リングスリーブ９はその他方の周縁で、逆流阻止装置１０の外側シール領域を越えて延びていて、そこで外側リングシール部を形成しており、この外側リングシール部はリング隆起部１１で、逆流阻止装置１０のケーシングを、図示されていない管路に対してシールしている。
【００３３】
図２に示された逆流阻止装置１０のリングスリーブ９と、図１に示された逆流阻止装置１における被覆層７とは、シリコン又はその他の弾性材料から成っているので、圧力補償室６を画成する壁は良好に接触していて、１６バールを越えるような系圧の上昇時にも水泡状に膨張することができる。
【００３４】
図示されていない本発明の別の実施形態では、逆流阻止装置はリングスリーブ９だけを有するのではなく、閉鎖体３に付加的に被覆層７をも有することができる。
【００３５】
図示の逆流阻止装置は特にサーモスタット水栓において使用するためのものである。加熱中に膨張する液体の部分量は圧力補償室６において受容され、そこで弾性的な水泡を形成し、そして液体のこの部分量は内圧の低下後に再び管路に戻ることができるので、飲み水の汚染は確実に回避される。リングスリーブ９又は被覆層７はその周縁においてケーシングにもしくは閉鎖体３に堅固に取り付けられ、つまり射出、接着、溶接又はその他の形式で解離不能に保持されることができる。また、ケーシング及び／又は閉鎖体をマルチコンポーネント・射出成形品として製造することも可能であり、このような場合にはコンポーネントのうちの１つがリングスリーブ９もしくは材料層７を形成する。リングスリーブ９もしくは被覆層７の構成及び材料選択によって、必要な圧力補償室を、所望の液体容積及び圧力に合わせることが可能である。
【００３６】
図３には被覆された閉鎖体３が示されており、この閉鎖体３は、図１に示された逆流阻止装置１の閉鎖体３比較可能である。図３に示された閉鎖体３もまた、その被覆された閉鎖体部分領域と被覆層７との間において圧力補償室６を画成している。図３に示された閉鎖体３もまた同様に貫流通路８を有しており、この貫流通路８は閉鎖体３の流出側と圧力補償室６との間に設けられている。この実施例では貫流通路８は、バースト円板として形成された閉鎖部材１２を用いてシール作用をもって閉鎖されている。この閉鎖部材１２は、閉鎖体３の目標破損個所として働く材料脆弱部として構成されていて、閉鎖体の流出側において規定の液圧が越えられた場合に、貫流通路８を開放する。この規定の限界値に達するまでは、閉鎖部材１２は、シリコンダイヤフラムとして形成された被覆層７を保護しており、これは例えば、閉鎖体３に１６バールの背圧が５０,０００回加えられる検査機関における検査に対して、有効である。閉鎖部材１２が約２０バールの限界値に設計されていると、圧力補償室６を制限するシリコンダイヤフラム又はこれに類した被覆層７は、より低い圧力によって実施された検査の結果さらには負荷されない。高い圧力が極めて迅速に到達されるサーモスタット使用時において規定の限界値が上回られると、閉鎖体３は所望のように働いて、閉鎖体３の流出側における圧力は再び迅速に低下させられる。
【００３７】
比較可能な閉鎖部材はもちろん、図２に示された逆流阻止装置１０の貫流通路８にも設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】逆流阻止装置の１実施例を示す図であって、閉鎖体が被覆層を有していて、この被覆層がそれ自体と閉鎖体の被覆された領域との間において圧力補償室を画成している実施例を示す図である。
【図２】逆流阻止装置の別の実施例を示す図であって、圧力補償室がリングスリーブによって形成されていて、このリングスリーブが流入側のケーシング区分において内側に設けられている実施例を示す図である。
【図３】被覆された閉鎖体を示す図であって、この閉鎖体がその被覆された閉鎖体部分領域と弾性材料から成る被覆層との間に、圧力補償室を画成しており、この圧力補償室に通じる貫流開口が、バースト円板として形成された閉鎖部材を用いてシール作用をもって閉鎖されており、しかも閉鎖部材が、目標破損個所として働く閉鎖体の材料脆弱部として形成されており、この材料脆弱部が、閉鎖体の下流側における液圧が規定値を上回った場合に貫流開口を開放するようになっている実施例を示す図である。

Claims (10)

1. 逆流阻止装置（１，１０）であって、該逆流阻止装置（１，１０）のケーシング（２）内に、閉鎖位置と開放位置との間において可動でかつ閉鎖位置においてはシール領域で弁座（５）に接触する閉鎖体（３）が配置されており、逆流阻止装置（１，１０）が閉鎖されていて流体容積が流出側において閉じ込められている場合に圧力をバランスする装置が設けられている形式のものにおいて、閉鎖体（３）によって流出側で閉鎖位置において制限された室が、少なくとも１つの圧力補償室（６）に接続されており、該圧力補償室（６）の収容容積が、閉じ込められた流体の膨張容積にほぼ合わせられていて、圧力補償室（６）が、流出側において制限された室の外側に位置していることを特徴とする逆流阻止装置。
2. 圧力補償室（６）が制限壁として、閉鎖体（３）を流入側において少なくとも部分的に覆う被覆層（７）と、被覆された閉鎖体領域とを有しており、閉鎖体（３）が流出側と圧力補償室（６）との間に貫流通路（８）を有している、請求項１記載の逆流阻止装置。
3. 圧力補償室（６）がほぼクッション状に形成されていて、閉鎖体（３）の流入側に配置されていて、該閉鎖体（３）と有利には結合されていて、かつ貫流通路（８）を介して流出側に接続されている、請求項１又は２記載の逆流阻止装置。
4. クッション状の圧力補償室（６）が閉鎖体（３）の、流入側に向けられた側を越えて、かつ有利には該閉鎖体（３）の側部のシール領域を越えて延びていて、該シール領域で、閉鎖体（３）とケーシング（２）における弁座（５）との間において環状のシール挿入体を形成している、請求項１から３までのいずれか１項記載の逆流阻止装置。
5. 圧力補償室（６）が、少なくとも、流入側のケーシング区分の内側を部分的に覆うリングスリーブ（９）として形成されていて、該リングスリーブ（９）が貫流通路（８）を介して流出側に接続されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の逆流阻止装置。
6. リングスリーブ（９）が、弁座（５）の領域を越えて延びていて、該弁座（５）の領域において閉鎖体（３）とケーシング（２）における弁座（５）との間において環状のシール挿入体を形成している、請求項１から５までのいずれか１項記載の逆流阻止装置。
7. リングスリーブ（９）が外側において外側シール領域を越えて延びていて、そこで外側リングシール部を形成しており、該外側リングシール部においてリングスリーブが有利にはリング隆起部（１１）を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の逆流阻止装置。
8. 圧力補償室（６）の壁が、シリコン又はこれに類した弾性材料から成っている、請求項１から７までのいずれか１項記載の逆流阻止装置。
9. 貫流通路（８）又はこれに類した、圧力補償室（６）に通じる貫流開口が、閉鎖部材（１２）を用いてシール作用をもって閉鎖されており、該閉鎖部材（１２）が、目標破損個所として形成され、かつ／又は目標破損個所を有し、かつ／又は目標破損個所によって取り囲まれており、該目標破損個所が、閉鎖体の流出側において規定の液圧が上回られた場合に、貫流通路（８）又は貫流開口を開放するようになっている、請求項１から８までのいずれか１項記載の逆流阻止装置。
10. 閉鎖部材（１２）が、貫流通路（８）又はこれに類した貫流開口の領域において、閉鎖体（３）又はケーシング（２）の材料脆弱部として構成されている、請求項９記載の逆流阻止装置。